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古代的那些計時器

春秋時期,齊燕交戰,齊國連年失利。田穰苴臨危受命,並與齊景公的寵臣、監軍庄賈約定:「旦日日中會于軍門」。庄賈走後他下令,「立表下漏,待賈」。遂在地上豎起一根杆子,以觀測日影,把漏壺裝上水開始起漏以知刻數。次日正午,影子到了正北方,漏壺也指示時間到了,卻不見庄賈。穰苴「仆表、決漏」宣布了庄賈的遲到。

原來,庄賈在家中與親友話別相送,直到落日西沉。田穰苴道:「監軍大人在受命之時就當把自己的家庭與性命置之度外。如今敵國深侵,邦內騷動,百姓危在旦夕,這種時候,你還說什麼送行!」於是,田穰苴召軍正問道:「按照軍法,將領未按時抵達軍營,該如何處置?」軍正答曰:「當斬。」遂斬庄賈以徇三軍。

這一因遲到而丟掉性命的故事載於《史記》,讓我們看到了漏刻與圭表聯用的實際記錄。在不同的領域與場合,古人會使用不同的計時工具,如下即古人的計時器。

呂才漏刻

道士煉丹、大夫診脈,無論是皇家抑或民間,都離不開計時器。漏刻自漢代有了很大的發展,約在漢武帝之前,使用單壺泄水型沉箭漏。在漢初實行「休養生息」的政策,經濟、社會得到恢復和發展。到了漢武帝時期,形成了漢代科技發展的第一個高潮,正是在那時,發明了浮箭漏。而至遲在東漢初期,發明了二級補償式浮箭漏。圖為唐初太常博士呂才製作的四級補償型浮箭漏,也稱呂才漏刻。這種漏刻有四匱,一夜天池,二日天池,三平壺,四萬分壺。又有水海,以水海浮箭。以四匱注水,自夜天池,入日天池,以此相注,最後水入水海中,浮箭而上,來讀取刻數。

表面看來,級數越多,漏刻的計時精度會越高,然而真實情況恰恰相反。事實上,採用補償壺的方法,只需掌握定時定量的加水要領,最下一級漏壺壺內的水位極為穩定,其精度很高,完全可以滿足當時天文觀測計時的需要。因而,二級補償式浮箭漏已經足夠使用。

碑漏

碑漏(如圖)屬輥彈漏刻的一種,在《金史》中記載:章宗明昌年間,金章宗完顏璟巡幸之時,命宮人攜星丸漏,以知時刻。星漏丸也屬輥彈漏刻,它們的原理是一樣的。南宋學者薛季宣的《浪語集》中提到:在一個高、寬各2尺的屏風上,貼著「之」字形竹管。有10個約半兩重的銅彈丸,計時者從竹管頂端投入銅彈丸,在底部有銅蓮花形的容器,彈丸落入後砰然發聲,這時再投入1丸,如此往複,據此計時。竹管水平方向的傾斜角度約為15°,兩管連接處的夾角估30°。以現在時間單位計算,每投一次彈丸的間隔約7.2秒。只需知道開始時間,便可知時刻。因它以人工操作,所以精度較低,而優勢在於彈丸的滾落只與重力及摩擦力有關,所以使用環境並不受限,因而也常用於行軍途中。

秤漏

宋仁宗慶曆七年,明州製成漏刻。次年,王安石中進士擔任鄞州知縣(今浙江寧波),為此地作《漏刻銘》。這時,其他州郡亦配備漏刻計時。當時的漏刻是秤漏,配圭表以校準,置於譙樓之上,並設有專人輪值測時、報時,通過鍾錚、鼓、角等設備將時間播送至全城。

一般認為,秤漏為北魏道士李蘭所發明。它與傳統沉(浮)箭漏最大的不同之處在於它的顯時系統與穩恆的供水系統。秤漏一斤水對應一古刻,也就是14.4分鐘。一兩水對應54秒。較之當時箭漏用箭尺讀取刻度的方法,靈敏度與精確度均有提高。而李蘭秤漏(如圖)穩恆流量的關鍵在於——渴烏。渴烏就是虹吸管,因為只有一個泄水壺,流量隨壺內水位變化而變化,隨著時間的推移,流量越來越小。因而,在秤漏的實際使用中,會在泄水壺放置一「浮子」浮於水面與渴烏相連。如此,無論壺內水量如何變化,水面到渴烏入水口的高度始終保持恆定,從而可恆穩出流。

香漏

知識改變命運一事古今皆同。因而寒門子弟螢窗雪案,暮史朝經,以求取功名。《南匯縣續志》中記載:明末時,南匯縣有一葉姓的寒門寡母教子讀書,又恐幼子過於勞累,「嘗以線香,按定尺寸,系錢於上。每晚讀,則以火熏香,承以銅盤。燒至系錢處,則線斷錢落盤中,鏘然有聲,以驗時之早晚,謂之香漏。」也就是說,這種裝置除卻目視,通過耳聞亦可知時刻,是一種簡易的自動報時工具。如此,也不至於因過於專註而誤時、誤事。在《民間計時儀器「香漏」考》中提到,作者本人王立興曾在此基礎上設計了競渡龍舟式報時香漏。

因成本較低,燃香計時方式廣泛使用於民間。人們常以「一炷香的功夫」形容一段不長的時間。時間在煙縷中從容流逝,也為生活增添了幾分意趣。除了線香,還有以香粉打成香篆來計時的方式。香篆點燃後,依篆字筆畫燃燒,以知時刻。

另外,古人還以燃蠟來進行夜間計時。蠟燭上刻有五更的標識,入夜點燃,可知大概時間。香燭燃盡,晨光熹微,人們也將起床了。當然,因為製作與燃燒環境的差異,上述的燃燒計時方法精度較低。

田漏

每年四月上旬,穀苗尚嫩、野草遍布,耕耘的人們就全部出動。幾十上百人為一曹,安置一個田漏(如圖),用擊鼓的方法指揮群眾。具體為選兩個德高望重的人,一人敲鼓發布號令,一人看鐘漏掌握時間。歇晌吃飯、出工收工,都聽從此二人指揮。鼓聲響了還沒到,或者到了卻不努力勞作,都要受到責罰。到了七月中旬,稻穀成熟而雜草衰敗的時候,就把鼓、漏收回。

田漏是我國古代農村使用的一種民用計時器,在宋代極為普遍,上面這段關於田漏的使用方式的記載就出自宋代蘇東坡的《眉州遠景樓記》。

《王禎農書》記載:「大凡農作須待時氣,時氣即至,耕種耘籽,事在晷刻。苟或違時,時不再來。所謂寸陰可競,分陰當惜。此田漏之所以作也」。

其實,田漏就是一種單級浮箭漏。它由兩隻漏壺組成,一隻為泄水壺,一隻為受水壺。受水壺內裝有指示時刻的箭尺,隨著受水壺水位上升,箭尺也隨之上浮,可讀出時間。

1981年12月,雲南大理大展屯二號漢墓出土了一批陶器。其中一個「僅殘存下半部,腹壁近底處有一圓孔」的筒形器,有學者認為其可能正是「田漏」。

本文轉載自「中國國家地理」,圖文版權歸原作者所有,轉載請註明。


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